Historiquement, il est plus rentable et moins cher d'obtenir de l'électricité sous forme de courant alternatif généré par des générateurs de centrales électriques. Une telle représentation a permis de la transmettre efficacement sur de grandes distances. À la réception, il a été converti en une tension monophasée, pratique pour les consommateurs, et sous cette forme est entré dans la ligne électrique. Cependant, les circuits internes de la plupart des récepteurs de puissance modernes nécessitent une alimentation électrique constante, dont la valeur est sélectionnée parmi une série standard de valeurs de 5, 9, 12, 24, 36 ou 48 volts. Pour les obtenir, un redresseur de tension spécial (24 volts par exemple) a dû être introduit dans le circuit des appareils électroniques.
Le principe de fonctionnement du redresseur
Pour bien comprendre le principe de fonctionnement d'un redresseur CC, vous devez d'abord considérer que des éléments semi-conducteurs (diodes) sont utilisés pour rectifier une tension alternative. Leur caractéristique distinctive est la capacité de conduire le courant dans une seule direction. En raison de cette propriété, la tension alternative qui leur est appliquée à la sortie aura la forme d'ondulations positives avec les moitiés inférieures de la période de demi-oscillation coupées. Avec des alternances positives, un courant traversera la diode, qui est la base de la formation d'une alimentation électrique constante. Pour l'obtenir, des éléments électriques supplémentaires sont nécessaires.
Tout redresseur de courant intègre les nœuds principaux suivants:
- Un transformateur abaisseur qui convertit 220 volts à la valeur souhaitée;
- un ensemble de diodes (pont);
- condensateur de lissage (filtrage);
- stabilisateur réalisé à base d'éléments de transistor.
Il existe de nombreuses options pour les redresseurs électroniques qui diffèrent par le nombre et la méthode de connexion des diodes, ainsi que par leurs paramètres de fonctionnement. Les différentes approches de l'inclusion d'éléments diodes dans le circuit présentent un intérêt particulier. La cascade de stabilisation du redresseur est montée sur des interrupteurs à transistors, appelés relais électroniques.
Types de redresseurs
Selon la méthode de mise sous tension des diodes semi-conductrices, tous les redresseurs AC sont divisés selon les types suivants:
- demi-onde (demi-onde);
- deux demi-ondes (pleine onde avec un point médian ou un schéma de Mitkevich);
- Pont de Gretz ou redresseurs;
- redresseurs avec doublement de la tension de fonctionnement et autres circuits moins courants.
La commutation demi-onde est la méthode la plus simple utilisée pour rectifier le courant alternatif. Un autre nom est circuit redresseur zéro.
En utilisant des appareils de cette classe, il est possible d'obtenir uniquement un courant de sortie pulsé (utilisé seulement la moitié). Les schémas basés sur le principe de la demi-onde se caractérisent par une faible efficacité de conversion et sont rarement utilisés. Leurs homologues demi-onde comprennent deux diodes et fournissent une rectification demi-onde des deux polarités. Ils sont plus efficaces et sont utilisés dans de simples alimentations.
Les redresseurs en pont monophasé, les circuits dits de Gretz à 4 diodes, se caractérisent par une efficacité élevée, qui est comprise comme l'efficacité d'utilisation de la puissance reçue du transformateur.
La tension à la sortie des ponts redresseurs semi-conducteurs est une bonne base pour le lissage et la stabilisation ultérieurs - pour obtenir un courant continu.
Ils sont largement utilisés dans les appareils à intensité énergétique accrue tels que les générateurs avec des tensions de sortie de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de volts. Leurs avantages incluent:
- basse tension inverse (fractions Volta);
- petites dimensions;
- haute efficacité d'utilisation d'un transformateur (par rapport au schéma de Mitkevich).
Un inconvénient important des circuits en pont est une chute de tension deux fois plus importante à travers les diodes, ce qui les oblige à sélectionner les paramètres de sortie du transformateur avec une marge pendant leur développement. Cette partie de la puissance utile est alors perdue aux jonctions des quatre diodes.
Types de redresseurs par fonctionnalité
Selon leur objectif et leur fonctionnalité, les échantillons de redresseurs connus sont divisés en dispositifs monophasés et triphasés. Les premiers sont utilisés dans les réseaux électriques des immeubles d'habitation et des maisons privées et sont conçus pour alimenter les appareils électroménagers. Les seconds sont un module électronique de 3 unités du même type, fabriqué selon l'un des schémas suivants:
- redresseurs à cycle unique;
- systèmes push-pull;
- modules combinés: avec deux enroulements triphasés avec connexion parallèle et série de diodes.
L'utilisation de schémas de transformation à cycle unique est limitée en raison de la faible efficacité de la tension redressée. Leurs analogues push-pull sont largement utilisés dans les moteurs à courant continu et autres machines électriques contenant des ensembles de balais dans leur conception. En plus des redresseurs classiques destinés à être installés dans des moteurs à collecteur, il existe des schémas qui peuvent augmenter la tension de sortie plusieurs fois. Un cas particulier de telles solutions est un redresseur avec doublage de tension.
Le circuit redresseur avec doublage de tension ne diffère que dans les détails des options déjà envisagées. De tels dispositifs sont communément appelés multiplicateurs, qui s'assemblent facilement de leurs propres mains.
Relations de base lors du calcul du redresseur
Pour calculer un redresseur à 2 demi-ondes sélectionné à titre d'exemple, vous devez connaître les données initiales suivantes:
- tension d'entrée agissant dans l'enroulement secondaire du transformateur;
- courant dans les diodes circulant dans le circuit en tenant compte de la charge;
- capacité d'un condensateur électrolytique, sélectionnée sur la base d'un coefficient de lissage d'ondulation donné;
- tension maximale sur elle.
Il est important de considérer la chute de tension entre les diodes à semi-conducteurs à l'état ouvert.
Les ratios calculés pour ce cas sont présentés sous la forme suivante.
- Le courant dans l'enroulement du transformateur est de magnitude égale à sa valeur maximale dans la charge (Iobm = Inagr).
- La tension dans l'enroulement secondaire en mode veille est U2≈0.75Unag.
- Les diodes de redressement sont recommandées avec les paramètres suivants: Ureb> 3.14Unag et Imax> 1.57Inag.
Les redresseurs sont largement utilisés dans divers domaines de l'électrotechnique et de l'électronique, y compris les systèmes de commande modernes. Par conséquent, il est si important de comprendre ce que sont les redresseurs actuels et quelles sont leurs variétés utilisées pour construire les circuits les plus efficaces.
